ثقوب عمياء ومدفونة

الثقب العمياذ والمدفون

تُشبه لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) "كعكة بألف طبقة"، حيث تتكون من عدة طبقات من الدوائر النحاسية مرصوصة معًا. ولنقل الإشارات الإلكترونية بين الطبقات المختلفة، يجب الاعتماد على "الثقوب الاتصالية" - يمكنك اعتبارها مثل أنبوب المياه الأخضر في لعبة "سوبر ماريو"، إلا أن الكهرباء تتدفق داخل الأنبوب وليس الماء.

ومع ذلك، فإن جدار الثقب المحفور حديثًا مصنوع من راتنج غير موصل، لذا يجب طلاء طبقة من النحاس على جدار الثقب حتى يمكن للإلكترونات العبور عبر طبقات الدوائر النحاسية.

هناك ثلاثة أنواع شائعة من الثقوب الاتصالية: الثقب المعدني الكامل (PTH)، والثقب العمياذ (BVH)، والثقب المدفون (BVH). فيما يلي التركيز على النوعين الأخيرين.

1. الثقب المعدني الكامل (PTH) - "السلالم عبرية" الشائعة

انظر إلى اللوحة المطبوعة (PCB) أمام مصدر ضوء، فإن الثقب الذي يسمح بمرور الضوء هو ثقب عابر. وهو يمتد من الطبقة العلوية إلى الطبقة السفلية بالكامل، وسهل التصنيع ومنخفض التكلفة. لكن العيوب واضحة أيضًا: إذا كنت ترغب فقط بتوصيل الطبقة الثالثة والرابعة، فعليك حفر ثقب عبر اللوحة بالكامل، تمامًا كما لو كنت تُثبت مصعدًا من الطابق الأول إلى السادس في مبنى مكون من ستة طوابق، حيث يخدم فقط الطابقين الثالث والرابع، مما يؤدي إلى هدر في المساحة.

2. الفتحة العمياء (Blind Via) - مثل درج يربط "طابقًا واحدًا فقط بالطابق المجاور"

يبدأ الثقب الكفيف من سطح اللوحة (PCB) ويصل فقط إلى الطبقة الداخلية المجاورة. الطرف الآخر مخفي داخل اللوحة ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة، لذلك يُطلق عليه "كفيف". أثناء التصنيع، يجب التحكم بدقة في عمق الحفر (المحور Z). إذا كان العمق كبيرًا جدًا أو ضحلًا جدًا، فسيؤثر ذلك على عملية التغطية النحاسية اللاحقة.
الممارسة الشائعة: يتم أولاً طلاء الطبقة المحلية وثقبها وتطبيسها، ثم تُضغط مع الطبقات الأخرى لتشكيل لوحة موحدة. على سبيل المثال، في هيكل 2+4+2، يمكن تصنيع أقصى طبقتين خارجيتين أولاً، أو يمكن تصنيع طبقات 2+4 أولاً، ولكن كلا الحالتين تتطلبان معدات محاذاة عالية الدقة للغاية.

3. الثقوب المدفونة (BVH) - درجات مُخبأة بالكامل في "منتصف الطابق"

الثقوب المدفونة متصلة بطبقتين داخليتين أو أكثر فقط، ولا تمتد إلى سطح اللوحة، ولا تكون مرئية من الخارج إطلاقاً.
الطريقة: أولاً يتم ثقب اللوحة الأساسية الداخلية وتطبيسها، ثم تُضغط كوحدة واحدة. هذه العملية تتضمن خطوات أكثر من الثقوب العابرة أو الثقوب العمياء، كما أن التكلفة أعلى، لكنها توفر مساحة لوضع المزيد من المسارات، وتُستخدم عادةً في اللوحات ذات التوصيل عالي الكثافة (HDI).
ينص معيار IPC: يجب ألا يتجاوز قطر الثقوب العمياء والمدفونة 6 ميل (150 ميكرومتر).

نقاط التصنيع

1. هل يتم الحفر أولاً أم الضغط أولاً؟ كلا الطريقتين مقبولة:

• احفر وقم بالكهرسة قبل تعدد طبقات التصفيح، ثم اضغط ككل واحد؛
  
• أو استخدم الليزر لحفر الثقوب العمياء بعد التصفيح.
  

2. يجب التحكم بدقة في عمق الثقوب العمياء. إذا كان عميقًا جدًا، فسوف يضعف الإشارة، وإذا كان ضحلًا جدًا، فقد تكون التوصيلات سيئة.

3. تواصل مع مصنع الدوائر أثناء مرحلة التصميم لتجنب الحاجة لإعادة العمل وارتفاع التكاليف.

المزايا والعيوب

المزايا: يمكن تعبئة المزيد من الدوائر في عدد محدود من الطبقات أو سمك اللوحة، مما يجعل الهواتف والحواسيب أصغر فأصغر.
العيوب: عمليات كثيرة، واختبارات كثيرة، ومتطلبات دقة عالية، وتكاليف متزايدة.

نصائح التصميم

• يجب أن تمر الثقوب العمياء/المدفونة عبر طبقات نحاس زوجية.
  
• لا يمكن أن تبدأ/تنتهي في الأعلى أو الأسفل للوحة الأساسية.
  
• لا يمكن لتثبيتين التداخل أو الاندماج الجزئي، إلا إذا قام أحدهما بتغطية الآخر بالكامل - ولكن هذا سيؤدي إلى زيادة التكاليف.